华师大版科学八年级上册《力与运动和力的图像》学案

1.5力与运动和力的图像

一.知识点及考点概述：

考点1—力与运动关于牛顿一定律

考点2——力与运动关于平衡力

考点3——力的图像关于速度时间路程

考点4—力的图像关于摩擦力

考点5—力的图像关于平衡状态

二.考点举一反三

R考点1力与运动关于牛顿一定律2

K方法点拨1

利用牛顿第一定律分析力与运动的关系，灵活应用牛顿第一定律。

R例题。练习移动射击时，竖直安装并固定一圆形靶，靶的水平和竖直直径将靶面分成

四个区域，如图所示.当水平向左平行于靶面运动的汽车经过靶时，车上的运动员枪口对

准靶心并立即射击，子弹可能落在（）

A.回区B.团区C.团区D.国区

【答案】C

【分析】（1）一切物体都有保持物体运动状态不变的性质，这种性质叫惯性，根据惯性知

识分析子弹在水平方向上位置的变化；2）地面附近的物体都会受到重力作用，根据重力知

识分析子弹在竖直方向上的位置变化。

【解答】当水平向左平行于靶面运动的汽车经过靶时，车上的运动员枪口对准靶心并立即

射击，由于惯性，子弹会保持原来的运动状态，即在水平向左的方向上继续运动；由于受

到重力作用，子弹还会向下运动。将两个运动组合在一起，子弹最终应该落在圆形靶子的

左下方，即III区。

K变式1-4在探究运动和力的关系实验中，将同一辆小车分别从相同的高度处由静止开

始沿斜面滑下，小车在三种不同的水平面运动一段距离后，分别停在如图所示的位置.

毛巾表面

棉布表面

木板表面

（1）让小车从斜面的同一高度滑下，是为了使小车到达水平面时的相同；

（2）根据实验现象推断，当小车不受摩擦力作用时，将保持运动状态不变。

（3）由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是,

【答案】（1）速度（2）匀速直线（3）牛顿第一定律

【分析】（1）为完成研究"运动和力的关系〃的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车

到达水平面时的速度相同；（2）由于小车经过的三种表面的粗糙程度不同，小车受到的摩

擦力大小不同，就会出现运动距离不同的实验现象，加上科学的推理后，可得出结论；

（3）由这个实验可以推理得出的物理学基本定律是牛顿第一定律.本实验考查了控制变量

法的应用，考查了实验现象的分析与推理；仔细观察，找出实验条件及实验现象的异同、

掌握控制变量法的应用是正确解题的关键.

【解答】解：（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，

使小车的速度相同：故答案为：速度.（2）水平面越光滑，小车在水平面上运动时受到的

摩擦力越小，由实验可知，水平面越光滑，小车运动的距离越远；由此可以推理，当小车

不受摩擦力，小车运动的距离无限远，即：小车将做匀速直线运动；故答案为：匀速直

线.（3）由这个实验现象，加上科学的推理得出的物理规律是：牛顿第一定律.故答案

为：牛顿第一定律.

K变式1-2》为了探究运动和力的关系，小敏进行了如下实验：在水平放置的木板上银上

粗糙程度不同的毛巾、棉布，让同一辆小车从同一斜面上，分别从A,B,C处由静止开始

滑下，观察小车在不同水平面上运动的距离，记录在表中，实验重复三次。

毛巾表瓦表面小车运动的距离/厘米

材料•从4处下滑从B处下滑从C处下滑

K布衣款毛巾444545272827141313

棉布505150313031161516

木板676868414041212021

（1）实验中，要使小车在水平面上开始运

动时的速度相同，小车应从斜面的.处滑下。

（2）比较实验数据发现，小车运动状态改变最慢的是在.,表面上。

（3）实验结果能证明（）

A.物体运动需要力

B.力可以改变物体的运前状态

C.牛顿第一定律

（4）小敏同学通过上面的探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到最高点时，如

果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她做出了以下猜想，你认为

其中准确的是（图中的黑点表示小敏同学）（）

A.保持静止状态B/继续来回摆动

C.做匀速直线运动D.“…做匀速圆周运动

【答案】（1）同一高度（2）木板（3）B（4）A

【分析】（1）小车在同一斜面顶端自由下滑时，重力势能转化为动能，同一小车在同一高

度，具有的重力势能相同，自由滑下，重力势能转化成的动能相同，小车质量相同，速度

相同.（2）通过小车的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小.（3）力是物体运动

状态改变的原因.（4）根据牛顿第一定律，当物体不受任何外力时，将保持静止状态或匀

速直线运动状态.注意探究牛顿第•定律实验中，确保让小车从斜面的同•高度滑下，才

可以通过小车在水平面上滑行的距离，探究小车的运动与接触面的粗糙程度的关系.

【解答】解：（1）探究小车从不同表面的运动情况，保持其它因素不变，保持相同小车的

初速度相同；要使小车的初速度相同，让小车从同一斜面的同一百度滑下.（2）接触面越

光滑，摩擦力越小，因此小车在木板表面上受到摩擦力最小，小车速度减小的越慢.（3）

由记录的数据可见，受到的摩擦力越大，小车的速度减小的越快，因此证明了力可以改变

物体的运动状态.牛顿第•定律是无法直接用实验证明的，它是在大量实验的基础上通过

推理得出的，因此这个实验不能证明牛顿第一定律.（4）当秋千运动到右侧最高点时速度

为零，若不受任何外力，将保持静止状态不变.

K变式1-3》一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹.下列给

出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图所示.请你认真分析后作出正确的选

择：

甲Z丙

（1）不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为图.

（2）实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为图.

【答案】（1）乙（2）甲

【分析】（1）根据惯性的知识分析炸弹离开飞机后运动的速度变化，然后与飞机的速度进

行比较即可；（2）如果炸弹受到空气阻力，那么炸弹的速度会逐渐减小，据此分析即可。

【解答】（1）不计空气阻力，由于炸弹有惯性，因此炸弹离开飞机后会保持原来的运动速

度，即与飞机的运动速度相同，二者在水平方向上保持相对静止，那么二者的位置关系为

乙图；（2）如果空气阻力不能忽略，那么炸弹离开飞机后的速度会越来越小，因此在水平

方向上被飞机落在后面，即位置关系为图甲。

R考点2力与运动关于平衡力》

R方法点拨?

通过二力平衡以及平衡状态判断物体运动状态

K例题2?若小球在运动过程中只受到力F的作用，且运动过程中力F始终保持不变，则

小球的运动轨迹（用虚线表示）不可能的是（）

@”

【答案】D

【分析】力可以改变物体的运动状态，由物体运动方向与受到的力可以判断出物体运动的

轨迹。

【解答】A.水平运动的物体受到重力的作用会出现类似平抛的运动，走出如A图线的轨

迹，A错误：B.斜向右下运动的物体受到向上的力的作用会走出如B图线的轨迹，B惜

误；C.自由落体运动，竖直向抛运动与C图类似，C错误；D.在向上力的作用下，物体

会出现向上的速度而向上运动，D图线不可能出现，D正确。

K变式2-12如图为某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图象，其中0〜4s木

块处于静止状态，分析图象可知：要使木块由静止开始运动，至少要用N的水平

拉力拉木块：如果实验时木块所受的拉力是2N,则下列对木块所处状态的判断，正确的是

A.静止B.匀速直线运动

C.静止或匀速直线运动D.条件不足，无法判断.

【答案】2.3；C

【解析】【分析】由图可知要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力拉木块；

如果实验时木块所受的拉力是2N,有两种可能：①还没拉动，②拉动后匀速运动.

【解答】解：当木块做匀速直线运动时，在水平方向1:受到的拉力和滑动摩擦力是-对平

衡力，根据二力平衡的知识可知，这两个大小相等，方向相反，其中。〜4s木块处于静止

状态，弹簧测力计示数2.3N,即拉力23N：根据图象所示信息，如果实验时木块所受的拉

力是2N,可能静止（还没拉动）、可能匀速运动.

K变式2-2』将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上，开始米袋与输送带间有一段距离

的相对滑动，然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时，米袋会继续向前滑

动一段距离后停下。（回答下列小题请选填以下合适的字母标号）

受到方向向右的摩擦力B.受到方向向左的摩擦力C.不受力

（1）米袋刚放上输送带的瞬间，米袋在水平方向上受力情况为:

（2）当米袋随输送带一起匀速运动时，米袋在水平方向上受力情况为;

（3）当将输送带突然制动时，米袋在水平方向上受力情况为。

【答案】（1）A（2）C（3）B

【分析】（1）摩擦力是阻碍相对运动的力，总是与相对运动方向相反的，或者与相对运动趋

势方向相反：（2）物体在水平方向上如果受力只是摩擦力，其他任何力都不受。（3）物体匀速

直线运动时，或者不受力，或者受平衡力。

【解答】⑴输送带是向右匀速运动的，米袋刚放上时，由静止变为向右运动，水平方向没

有其他拉力或推力，所以只受向右的摩擦力；（2）物体匀速直线运动时，或者不受力，或

者受平衡力。米袋向右匀速运动时，水平方向上如果受摩擦力，一定有另一个力与它平

衡，因为没有其他力，所以不受力。（3）输送带制动时，米袋由向右运动变成静止，只芍摩

擦力方向向左，才能阻止米袋继续向右运动。

R变式2-31如图所示，为物体运动的s-t图象，在图示的OA,AB,BC,CD,DE几个过程

中，物体运动状态不改变的过程是，物体运动状态改变的过程是。

【答案】AO,AB；BC,CD,DE

【解析】【分析】当物体的速度不改变时，物体的运动状态不改变，而当物体的速度改变

时，则物体的运动状态发生改变.位移图象s-t图象的斜率等于速度.即可根据这两个知识

点进行分析.本题关键要掌握物体运动状态改变的含义，结合图象斜率的意义进行分析即

可.

【解答】解：0A段直线的斜率一定，说明物体做匀速直线运动，速度不变，则其运动状态

不改变；AB段物体的位移不变，说明物体处于静止状态，运动状态不改变s-t图象的斜率

表示速度，斜率变化，则物体的速度就变化，由图看出，BC、CD、DE三个过程中，物体

的运动状态都发生改变.

K考点3力的图像关于速度时间路程》

K方法点拨』

通过前面讲的速度时间或路程时间图像分析力的图像

K例题某次演练中，直升飞机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v

与时间t的关系如图所示<下列判断正确的是（）

A.在0〜匕内，伞兵受到的重力小于阻力B.在匕〜t2内，伞兵受到的重力等于阻

力

C.在t2〜t3内，伞兵受到的重力大于阻力D.在t2〜t3内，伞兵受到的阻力保持不

变

【答案】B

【解析】【分析】当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，做

匀速运动；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析判断。

【解答】A.在。〜ti内，伞兵在做加速运动，此时合力的方向向下，即G-f>0,受到的重力

大于阻力，故A错误；B.在t】〜t2内，伞兵做匀速直线运动，那么合力为零，即G-f=O,受

到的重力等于阻力，故B正确；C.在t2〜t3内，伞兵做减速运动，即G-fVO,受到的重力

小于阻力，故C错误；D.在t2〜t3内，伞兵的速度减小量逐渐变小，因此阻力在不断减

小，故D错误，

K变式

用弹簧测力计悬挂一个10N重的物体，由静止开始竖直向上运动，测力计在不同时间段的

示数如图所示，则物体在此过程中速度随时间变化的图象应为下图中的（）

K变式3-2》某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究.他们记录

了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关

系图象（如图所示）.下列判断错误的是（）

A.0〜5s内，小车的平均速度是0.4m/s

B.2〜5s内，小车处于静止状态

C.0〜2s内，小车受到的牵引力大小等于车所受到的阻力大小

D.5s〜7s内，小车受到的牵引力大小大于车所受到的阻力大小

【答案】D

【分析】（1）求平均速度时，要用物体运动的路程除以相对应的时间，根据v=：求出；

（2）平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，物体处于平衡状态时受到的就是平衡

力；物体做匀速直线运动时，路程和时间的图象就是一条宜线.

【解答】解：由图象可知，在0-5S的时间内小车运动的路程为2m,小车的平均速度v=；

==0.4m/s,故A正确；B、由图象可知，在2-5s的时间内小车运动的路程不变，小车

处于静止状态，故B正确；C、0〜2s内，小车做匀速运动，受到的牵引力大小等于车所受

到的阻力大小，故C正确；D、由图象可知，在5s-7s的时间内小车运动的路程和时间的

图象是一条直线，小车做的是匀速直线运动，受到的牵引力大小等于车所受到的阻力大

小，故D错误.

K变式3-31小强乘坐竖直电梯上楼过程中，他相对于地面向上的“速度v与时间t〃的图像

如图甲所示，他所受电梯水平地板的“支持力F与时间t〃的图像漏画了一部分，如图乙所

示。若将乙图补充完整，如图所示四个图像中可能正确的是（）

【分析】（1）当物体受到的合力方向与运动方向相同时，做加速运动；如果合力方向与运

动方向相反，那么物体做减速运动；如果合力为0,物体做匀速运动；（2）同一直线上二

力的合成，方向相同用加法，合力的方向不变；方向相反用减法，合力的方向与较大的力

的方向相同。

【解答】根据甲图可知，从0~匕时间内，电梯做加速运动，那么它受到的合力向上：因为

F行F支杼力-G,所以这段时间内支持力大于重力；从t「t2时间内，电梯做匀速运动，这时合

力为0,即支持力等于重力；从t2~t3时间内，电梯做减速运动，这时合力方向与运动方向

相反，也就是向下，即支持力小于重力。据上面的分析，从t「t2时间内电梯受到的支持力

的大小在前后两个支持力之间，且保持不变，故A正确，而B、C、D错误。

K考点4力的图像关于摩擦力》

K方法点拨?

通过摩擦力的方向滑动摩擦力的大小决定因素：压力的大小和粗糙程度来分析图像，也是

中考常考题

K例题如图1所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，F随时间t的变化关

系如图2所示，从t=0开始，小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示，下列说法正

确的是（）

____6_-__|，।

3—t"---------「一［------1

_________2J।।

c246X10121416IX

图iBS2E3

A.0-4s内，物块受到的摩擦力为4NB.8-10s内，物块受到的摩擦力为6N

C.t=10s时，物块的速度一定小于6m/sD.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运

动

【答案】C

【分析】（1）如果拉力大于摩擦力，物体做加速运动；如果拉力小于摩擦力，物体将做减

速运动；（2）滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与其它因素无

关;

（3）由图丙和图乙，根据10s~18s物体做匀速直线运动确定它受到滑动摩擦力的大小,

然后比较拉力和摩擦力的大小关系确定物体在不同时间段的运动状态。

【解答】由图3知，12s~18s,物体在相同时间内通过的路程相等，做匀速直线运动，由图

2知，此时摩擦力f=F=4N0A.由图2知，0-4s内，物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦

力，所以此时物体应处于睁止状态，根据二力平衡的知识可知，它所受静止摩擦力

f=F=2N,故A错误；B.由图3知，8-lOs内，物体处于运动状态，根据影响滑动摩擦力大小

的因素可知，摩擦力仍等于4N,故B错误；C.由图3知，从10到12s时间内，物体的平

均速度u=；=嘿=5m/s。根据图2可知，这段时间内拉力为6N,即物体的拉力大于摩

擦力，做加速运动，因此全程的平均速度应大于10s时的速度，故C正确；D.若16s时撤

去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动，故D错误.

k变式4-11如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F

与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示.下列判断正确的是（）

甲乙

A.t=3s时，物体受到平衡力的作用B.t=6s时，将F撤掉，物体立刻静止

C.2s〜4s内物体所受摩擦力为3ND.t=ls时,物体所受摩擦力是1N

【答案】D

【分析】先根据速度■时旬图象判断物体的运动情况，然后根据物体的运动状态判断物体

是否受平衡力作用；根据惯性定律判断撤去外力后物体的运动状态；根据由F-t图象求出

物体受到的拉力，然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小.

【解答】解：A、由v-t图象可知，t=3s时，物体做加速运动，因此受非平衡力作用；故

A错误.B、由v-t图象可知，t=6s时,物体做匀速直线运动，将F撤捕，物体由干惯性

还要继续运动一段距离；放B错误；C、由v-t图象可知，在2s〜4s内，物体做匀加速运

动，推力和摩擦力不平衡；由F-t图象知此时的拉力等于3N,但是摩擦力不等于拉力；

故C错误；D、由v・t图象可知，t=ls时，物体处于静止状态，受平衡力作用；又由F・t

图象可知物体受到的拉力为IN,因此物体所受摩擦力等于拉力为IN.故D选项说法E

确.

R变式4-2】如图甲,工人用水平推力F沿直线向前推动水平地面上的木箱，推力F随时间

t的变化情况如图乙,木箱前进的速度v的大小随时间t的变化如图丙，则下列说法正确的

是（）

7///////////////////////A

A.O・ls内，木箱受到的合力不为零8.0-15和5-65内，木箱所受摩擦力大

小相等

C.3-5s内，木箱运动的路程为5mD.1-3s和3-5s内，木箱所受摩擦力大

小相等

【答案】D

【分析】v-t图象可知，各段内物体运动的速度变化即可判断所处的状态；滑动摩擦力只

与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关

【解答】解：A、v-t图象可知，O-ls内物体做静止，处于平衡状态，合力为零，由乙图

知此时拉力为100N,摩擦力为100N,故A错误;

BD、v-t图象可知，0-1S内物体做静止，处于平衡状态，合力为零，由乙图知此时拉力

为100N,摩擦力也为100N；

速度图象中3〜5s得出物体匀速直线运动，处于平衡状态，受到的滑动摩擦力和推力是一

对平衡力，则滑动摩擦力为200N：

5-6s内物体处于减速运动，滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物

体运动的速度无关，则滑动摩擦力为200N,故B错误，D正确：

C、3〜5s物体匀速直线运动:s=vt=lm/sx2s=2m,故C错误:

R变式4-3』如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F

的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知当t=3s

时，物体处于.状态（填"匀速〃、"加速"、"减速"或"静止"），t=5s时，物体受到的

摩擦力为No

【解析】【分析】（1）根据乙中的右图分析t=3s时物体的运动状态；

（2）根据乙中的右图可知，t=5s时物体做匀速直线运动，先根据乙中的左图确定此时物

体受到的推力，再根据二力平衡的知识计算摩擦力的大小。

【解答】（1）根据乙中的右图可知，当t=3s时，物体处于加速状态；

（2）根据乙中的右图可知，t=5s时，物体保持匀速直线运动状态，那么此时它受到的推

力和摩擦力相互平衡。根据乙中的左图可知，此时物体受到的推力为2N,那么此时物体受

到的摩擦力f=F=2N。

K考点5力的图像关于平衡状态》

R方法点拨》

通过平衡条件及平衡状态来分析力的图像

R例题5X甲、乙两辆汽车在水平路面上做直线运动，速度随时间的变化如图所示，在水

平方向上受到平衡力作用的是（）

A.甲车B.乙车C.两车都是D.两车都不是

【答案】B

【分析】（1）明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么，以及图象所表示的物理意

义；

（2）物体受平衡力时一定处于静止或匀速直线运动状态，物体处于静止或匀速直线运动状

态时一定受到平衡力的作用.

【解答】解：（1）图象的纵轴是速度，横轴是时间，所以这是一个速度--时间图象：

（2）由图象可知：甲车先静止，然后的一段时间内，速度与时间成正比，做匀加速运动，

受力不平衡；乙速度